Основе ЦНЦ стругања
CNC стругање је субтрактивни производни процес који уклања материјал са ротирајућег радног предмета. За разлику од ручних стругова, CNC стругање користи компјутерско програмирање за контролу алата за сечење са изузетном прецизношћу.
У овом процесу, комад материјала се држи у стезној глави и окреће великим брзинама. Док се материјал окреће, алати за сечење се крећу у радни предмет како би одсекли нежељени материјал.
Рачунар контролише тачан положај, брзину и путању ових алата за сечење. Ово омогућава креирање сложених цилиндричних облика са малим толеранцијама.
Већина CNC струговања се врши на машинама које се називају стругови. Модерни CNC стругови могу да обављају више операција у једном подешавању, укључујући стругање, бушење, развртање и нарезивање навоја.
Разлике између ЦНЦ стругања и глодања
CNC стругање и глодање су оба субтрактивна производна процеса, али функционишу различито. Код стругања, радни предмет се ротира док алати за резање остају релативно непокретни. Код глодања, алат за резање се ротира док радни предмет остаје фиксиран.
Стругање је идеално за израду цилиндричних делова са симетријом око централне осе. Глодање боље функционише за равне површине, прорезе и контурне елементе.
Стругање обично производи делове брже него глодање када се ради са цилиндричним објектима. Међутим, глодање нуди већу флексибилност за сложене геометријске облике који нису симетрични.
Кључна разлика је у томе што стругање може да сече само материјал који је доступан са спољашњег пречника, унутрашњег пречника или површине ротирајућег дела. Глодање може да приступи материјалу из више углова.
Уобичајени материјали који се користе у ЦНЦ стругању
ЦНЦ стругање ради са широким спектром материјала како би задовољило различите потребе примене:
Метали:
- Алуминијум (лаган за машинску обраду, лаган)
- Челик (разних врста за чврстоћу и издржљивост)
- Нерђајући челик (отпорност на корозију)
- Месинг (добра електрична проводљивост)
- Титанијум (однос чврстоће и тежине)
Пластика:
- Делрин/Ацетал (отпорност на хабање)
- Најлон (чврстоћа и флексибилност)
- PEEK (примене на високим температурама)
- Поликарбонат (отпоран на ударце)
Избор материјала зависи од захтева вашег дела у погледу чврстоће, тежине, цене и фактора околине. Мекши материјали попут алуминијума и пластике генерално се обрађују брже и узрокују мање хабање алата од тврђих материјала попут нерђајућег челика или титанијума.
Тврдоћа, дуктилност и термичка својства изабраног материјала утицаће на брзине резања, избор алата и захтеве за хлађење током процеса стругања.
CNC стругарске операције
CNC стругове обављају много различитих операција за обликовање металних делова. Свака операција користи специфичне алате и технике за креирање карактеристика као што су навоји, рупе и завршне обраде површина.
Обрада површине, навој и бушење
Обрада површине ствара равну површину на крају вашег радног предмета. Када вам је потребан савршено квадратни крај на вашем цилиндричном делу, алат за обраду површине се креће преко ротирајућег материјала како би уклонио танак слој. Ова операција осигурава да се делови правилно спајају у склоповима.
Нарезивање навоја свеже спиралне жлебове у вашем радном предмету како би се направили завртњи или навојни отвори. Можете направити различите врсте навоја као што су метрички, империјални или прилагођени дизајни. Алат за нарезивање навоја креће се прецизном брзином померања док се радни предмет ротира како би се створили конзистентни навоји.
Бушење повећава и завршава постојеће рупе у вашем радном предмету. Ова операција побољшава тачност пречника рупа и ствара глатке унутрашње површине. Алати за бушење досежу унутрашњост шупљина како би уклонили материјал са великом прецизношћу, често постижући толеранције од 0,001 инча или боље.
Назубљивање и бушење
Назубљивање ствара издигнуте шаре на површини вашег радног предмета ради побољшања приањања. Када вам је потребна дршка или точак који не клизају, алати за назубљивање притискају ротирајући материјал како би формирали дијамантске или праволинијске шаре. Овај процес заправо помера материјал уместо да га уклања.
Бушење прави рупе у вашем радном предмету помоћу ротирајућих бургија. ЦНЦ стругови могу бушити савршено центриране рупе јер се радни предмет ротира док се стационарна бушилица креће напред. Можете креирати различите величине рупа променом бургија.
CNC машина аутоматски подешава брзине и помаке на основу врсте материјала и пречника отвора. За боље резултате, машина често користи бушење са убодом – технику где се бургија периодично повлачи како би уклонила струготину и спречила прегревање.
Одвајање и жлебљење
Одвајање сече завршене делове вашег радног предмета. Алат за одвајање се креће ка унутра, ка централној оси док се материјал ротира, стварајући уски канал док се комад не одвоји. Ова операција често завршава посао стругања уклањањем завршеног дела.
Жлебљење ствара канале, удубљења или прорезе у вашем радном предмету. Можда ће вам бити потребни жлебови за О-прстенове, осигуравајуће прстенове или декоративне елементе. Алати за жлебљење долазе у различитим ширинама и облицима како би одговарали вашим специфичним захтевима.
Обе операције захтевају пажљиву пажњу на брзину резања и хлађења. Превише топлоте може оштетити алате и делове.
Ваш CNC програм ће обично успорити брзину ротације и повећати проток расхладне течности током ових операција како би одржао квалитет и продужио век трајања алата.
CNC стругове
CNC стругове, познате и као CNC стругови, су специјализована опрема која обавља процес стругања уз помоћ рачунарске контроле. Ове машине држе и ротирају радне предмете док алати за сечење уклањају материјал како би створили жељени облик.
Врсте ЦНЦ стругова
Хоризонтални стругови су најчешћи тип. Држе радни предмет хоризонтално, што их чини идеалним за дугачке, цилиндричне делове. Наћи ћете их у многим машинским радионицама које се баве свакодневним пословима стругања.
Вертикални стругови Поставите радни предмет вертикално. Можете их изабрати за велике, тешке делове које би било тешко подупрети хоризонтално. Одлични су за делове великог пречника.
Стругови швајцарског типа су дизајнирани за мале, прецизне компоненте. Ценићете њихову способност да обрађују ситне делове са изузетном прецизношћу, што их чини савршеним за медицинске уређаје и компоненте сатова.
Вишеосни стругови нуде кретање у 4 или 5 оса. Ово вам даје могућност креирања сложених геометрија у једном подешавању, смањујући време руковања и побољшавајући тачност.
Кључне карактеристике ЦНЦ стругарских центара
Системи купола држе више алата за сечење који се могу брзо ротирати у позицију. Можете програмирати аутоматску промену алата, штедећи време између операција.
Покретни алати омогућава ротирајућим алатима попут бушилица и глодалица да раде на комаду док је монтиран. Ова функција вам помаже да завршите сложене делове без премештања на другу машину.
Хватачи делова сакупљајте готове комаде чим се исеку. Ваша производна ефикасност се побољшава јер машина може континуирано да ради без интервенције оператера.
Системи управљања разликују се по сложености и могућностима. Модерне контроле нуде интуитивне интерфејсе, могућности симулације и мрежну повезаност тако да можете даљински пратити производњу.
Аутоматски додавачи шипки додајте нови материјал по потреби. Ова аутоматизација вам омогућава да користите машину дуже време, чак и без надзора преко ноћи у неким случајевима.
Програмирање за CNC стругање
Програмирање је срж CNC стругарских операција. Оно говори машини тачно како да се креће да би направила ваш део и контролише све, од брзине резања до избора алата.
Разумевање G-кода
Г-код је језик који разумеју ЦНЦ стругове. То је скуп инструкција које говоре машини шта да ради и како да се креће. Свака линија кода представља одређену радњу или покрет.
Уобичајени Г-кодови за стругање укључују:
- Г00Брзо позиционирање
- Г01Линеарна интерполација (сечење по правој линији)
- Г02/Г03Кружна интерполација (креирање лукова)
- Г70Завршни циклус
- Г71Циклус грубог стругања
- Г73Циклус понављања узорка
Када пишете Г-код, у суштини креирате водич корак по корак за машину. Свака команда садржи координате које говоре алату где да се креће.
Не морате да памтите све Г-кодове. Модерне машине имају корисне интерфејсе који олакшавају програмирање.
CAM софтвер у CNC стругању
Софтвер за рачунарски потпомогнуту производњу (CAM) је револуционисао програмирање CNC стругања. Уместо ручног писања G-кода, можете користити CAM софтвер да га аутоматски генеришете.
Процес функционише овако:
- Увезите свој 3Д модел у CAM софтвер
- Изаберите операције које желите да извршите
- Изаберите алате и параметре сечења
- Софтвер генерише Г-код за вас
Популарни CAM софтвери за стругање укључују Mastercam, Fusion 360 и ESPRIT. Ови програми симулирају процес сечења пре него што пошаљете код својој машини.
Ова симулација је кључна. Омогућава вам да уочите потенцијалне проблеме пре него што почне стварно сечење, штедећи време и материјал. Можете тачно видети како ће се алат кретати и извршити подешавања по потреби.
Примене ЦНЦ стругања
CNC стругање ствара прецизне цилиндричне компоненте за многе индустрије. Процес се истиче у изради делова који захтевају високу тачност и конзистентан квалитет за критичне примене.
Делови за ваздухопловство и аутомобилску индустрију
У ваздухопловству, CNC стругање производи компоненте мотора, вратила и причвршћиваче који морају да испуњавају строге безбедносне стандарде. Ови делови захтевају савршен баланс и прецизност да би издржали екстремне услове. CNC стругане компоненте можете пронаћи у млазним моторима, стајним траповима и системима управљања.
За аутомобилску производњу, CNC стругање ствара битне делове попут погонских вратила, клипова и компоненти кочница. Процес осигурава да ови делови имају тачне димензије потребне за правилан рад возила.
Предности за ове индустрије укључују:
- Конзистентност на хиљадама идентичних делова
- Трајност кроз прецизан избор материјала
- Смањење тежине уклањањем непотребног материјала
Произвођачи аутомобила се ослањају на CNC стругање како за развој прототипова, тако и за делове за масовну производњу који захтевају строге толеранције.
Медицински уређаји и опрема
CNC стругање је кључно за израду медицинских уређаја где прецизност може бити од спасавања живота. CNC стругане компоненте ћете наћи у хируршким инструментима, имплантатима и дијагностичкој опреми.
Уобичајене медицинске примене укључују:
- Коштани шрафови и зубни имплантати
- Компоненте за опрему за магнетну резонанцу и компјутеризовану томографију (CT)
- Хируршки алати са сложеним карактеристикама
- Прецизни делови за медицинске пумпе и мониторе
Биокомпатибилни материјали који се користе у медицинској ЦНЦ стругарској обради, као што су титанијум и нерђајући челик медицинског квалитета, осигуравају да су делови безбедни за употребу у људском телу.
CNC стругање омогућава доследну контролу квалитета у медицинској производњи, где чак и мале варијације могу утицати на исходе лечења пацијената. Прецизност модерних CNC стругова чини их идеалним за стварање глатких, полираних површина потребних за имплантабилне уређаје.
Контрола квалитета у CNC стругању
Контрола квалитета је неопходна код CNC стругања како би се осигурало да делови испуњавају спецификације и функционишу како је предвиђено. Правилне мере квалитета помажу у спречавању скупих грешака и обезбеђивању задовољства купаца.
Толеранције и површинска обрада
Код CNC стругања, толеранције се односе на прихватљиве варијације у димензијама готовог дела. Типичне толеранције стругања крећу се од ±0,005″ за стандардне радове до ±0,0005″ за прецизне примене.
Површинска обрада се мери у вредностима Ra (просечна храпавост). Што је вредност Ra нижа, површина је глађа. CNC стругањем се могу постићи завршне обраде од 32 Ra за грубо сечење до 8 Ra или боље за завршне пролазе.
Ваше спецификације треба јасно да наведу потребне толеранције и завршне обраде површина. Ово осигурава да ће стручњак правилно програмирати ЦНЦ струг за ваше потребе.
Модерни CNC стругарски центри могу да одрже мале толеранције током производних циклуса. Ова конзистентност је кључна предност у односу на ручне методе стругања.
Методе инспекције и осигурања квалитета
Ваши стругани делови ће бити подвргнути разним методама инспекције како би се потврдио квалитет. Уобичајени алати укључују:
- Микрометри и калибри за димензионалну проверу
- Тестери за храпавост површине за завршну верификацију
- Координатне мерне машине (CMM) за валидацију сложене геометрије
Прва инспекција артикла је стандардна пракса где се први део темељно проверава пре него што почне пуна производња. Ово рано открива потенцијалне проблеме.
Статистичка контрола процеса (SPC) помаже у праћењу квалитета производње. Мерења са узорака делова се прате како би се открили трендови пре него што постану проблеми.
Системи за мерење машинских алата могу да врше мерења у току процеса обраде. Ово аутоматизује провере квалитета и омогућава подешавања у реалном времену.
Ваше захтеве за квалитет треба јасно саопштити машинској радионици како би се осигурало да примењују одговарајуће методе инспекције.